2016 Fiscal Year Annual Research Report
Regulation of protease activities on the epithelial cell surface and its significance in epithelial disorders.
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16H05175
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| Research Institution | University of Miyazaki |
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Principal Investigator |
片岡 寛章 宮崎大学, 医学部, 教授 (10214321)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
竹田 直樹 熊本大学, 生命資源研究・支援センター, 助教 (90304998)
石田 洋一 明治薬科大学, 薬学部, 講師 (90510454)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | プロテアーゼ制御 / 腸管上皮細胞 / 発癌微小環境 / HAI-1 / HAI-2 / PAR-2 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞膜上および細胞周囲微小環境におけるプロテアーゼ活性制御に重要な膜結合型セリンプロテアーゼインヒビターであるHAI-1 とHAI-2 の研究を進め、以下の成果を得た。
1．全身組織でHAI-1、HAI-2もしくはHAI-1/2両方をマウス出生後に欠失させ、表現型を観察するシステムを確立した。その結果、HAI-2欠損では消化管上皮に広範な障害が生じマウスは約5日間で致死となることが分かった。HAI-1/HAI-2二重欠損では、HAI-2欠損に伴う表現型で致死となった。このHAI-2欠損による腸管上皮障害について、そのメカニズム検証のために、変異マウスの小腸organoid crypt cultureを行い、細胞生物学的・生化学的解析を進めている。
2．腸管上皮HAI-1欠損マウスに見られたApc変異に伴う発癌亢進について、PAR-2関与について検証するために、PAR-2変異マウスとの交配を行った。その結果、PAR-2欠損により発癌亢進が緩和されることが示され、HAI-1欠損による発癌亢進のメカニズムの一つとして、HAI-1機能不全に伴う細胞周囲トリプシン様プロテアーゼ活性亢進があげられると考えられた。実際、低分子量NF-kBインヒビターでもHAI-1欠損による発癌亢進が抑制されたことから、PAR-2活性化 → NF-kB活性化 → 発がん環境の形成、という流れが示唆される。
3．口腔扁平上皮癌培養細胞と切除組織を用いて、HAI-1とHAI-2の意義を検証した。その結果、口腔扁平上皮癌における癌随伴線維芽細胞(CAF)リクルートに、HAI-1機能不全 → 細胞外マトリプターゼ活性亢進 → 反応性線維芽細胞PAR-2活性化 → CAFの遊走、という流れが示された。一方、HAI-2に関しては、むしろ癌促進の方向に関与している可能性が示唆される結果を得つつある。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
HAI-2 conditional knockout mouseの系、および、HAI-1/HAI-2 double conditional knockout mouseの系を、共に世界に先駆けて作成し、解析を順調に進めている。
また、腸管発癌微小環境や口腔扁平上皮癌微小環境における、HAI-1の意義について、新規の知見を得た。
以上のことから、おおむね順調に進展していると評価が出来る。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに樹立した、HAI-2 conditional knockout mouseの系、および、HAI-1/HAI-2 double conditional knockout mouseの系を用いて、更に検討をすすめる。特に、これまでの結果から、HAI-2は消化管上皮細胞において、上皮完全性維持における重要な保護者であることが明確になり、細胞膜結合セリンプロテアーゼと細胞膜結合セリンプロテアーゼインヒビターによる、全く新しい上皮維持機構を見出しつつあると考えている。
今後は、以下の2点について特に集中して解析を進める必要があると考えており、研究を遂行していく。研究にあたっては、今回作成したマウスの系が非常に重要であり、世界に先駆けた検討が可能である。
1．HAI-2による消化管上皮完全性維持における分子機構、
2．HAI-1およびHAI-2機能不全が、粘膜の炎症、発がん、がん進展におよぼす影響と、その分子機構。
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